Результат интеллектуальной деятельности: Комплекс оборудования для производства топливных и кормовых брикетов и гранул

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к комплексу оборудования для производства и топливных и кормовых брикетов и гранул.

Известно устройство для производства корма в виде брикетов из растительных компонентов, преимущественно для крупного рогатого скота, заключающегося в том, что на стационаре кормовые компоненты измельчают, смешивают, увлажняют, брикетируют, сушат и охлаждают. Перед брикетированием раздельно измельчают грубые корма в виде отходов зернового производства и некондиционной продукции плодоовощного хозяйства, которую раздельно моют, ополаскивают проточной водой, обрабатывают паром низкого давления. Затем все компоненты перемешивают до образования однородной массы, заполняют ими пресс-формы, брикетируют вибропрессующими импульсами, брикеты извлекают из пресс-форм, сушат их горячим воздухом, охлаждают (патент на изобретение RU №2296472 С1, МПК А23К 1/20, 09.07.1995).

Недостатком известной установки является то, что на подготовку исходных компонентов к брикетированию требуются большие трудозатраты, а на сушку брикетов значительные затраты энергии, что увеличивает себестоимость их производства.

Наиболее близкой по технической сущности к заявленному комплексу является выбранная в качестве прототипа установка для производства углесодержащих формовок (варианты) (Патент RU №2209232 C1, МПК C10L 5/02, 2003), включающая измельчитель, сушилку, бункер-дозатор, смеситель, гранулятор или брикетный пресс, сушилку-охладитель брикетов, устройство для подача жидких топливных компонентов. В качестве исходных компонентов используют отходы угольной, древесной, текстильной, нефтяной промышленности и сельского хозяйства.

Получение формовочного топлива на этой установке включает измельчение до 0-6 мм предварительно высушенной угольной мелочи влажностью не более 8-10%, древесной коры 0-2 мм, резаного жома длиной 5 мм, сердцевины кукурузных початков до 0-6 мм, смешивание с компонентами отходов торфяной, текстильной и угольной промышленности, некондиционных смазочных материалов, нефтешлама, жировых отходов, смешивание со сгущенным илом, формовка в шнековом прессе или тарельчатом грануляторе или вальцовом прессе с последующей сушкой спрессованных смесей.

Недостатком известной установки является то, что оборудование, размещенное в ней, потребляет много электроэнергии на подготовку исходных компонентов к брикетированию. При сжигании брикетов выделяется много углекислого газа CO₂ вследствие содержания в них угля, торфа и отходов нефтепереработки.

Технической задачей изобретения является увеличение годовой загрузки оборудования для производства кормовых и топливных брикетов и гранул с различным содержанием исходных кормовых или топливных компонентов, снижение их себестоимости за счет использования солнечной энергии при их сушке.

Поставленная задача достигается тем, что комплекс оборудования для производства топливных и кормовых брикетов и гранул, включающий измельчитель, сушилку, бункер-дозатор, смеситель, гранулятор и брикетный пресс, охладитель брикетов, устройство подача жидкости топливных компонентов, согласно изобретению снабжен бункером-дозатором мелкодисперсных кормовых или топливных высушенных компонентов, измельчителем рулонов, тюков соломы и древесного высушенного сырья, дробилкой резки соломы и измельченного древесного сырья, соединенных пневмотрубопроводом с вентилятором, циклоном со смесителем, брикетировщиком-гранулятором, соединенным транспортером с бункером-охладителем брикетов или норией с охладительной колонкой гранул.

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг. 1 представлена технологическая схема производства топливных и кормовых брикетов и гранул; на фиг. 2 - комплекс оборудования, установленного на линиях.

Комплекс оборудования для производства топливных и кормовых брикетов и гранул включает семь линий.

На линиях I-V подготавливают исходные кормовые или топливные компоненты для брикетирования или гранулирования путем их измельчения, дробления, искусственной сушки, дозирования, смешивания.

На линиях VI, VII проводят брикетирование, гранулирование и охлаждение их.

Линия I - линия резки тюков и рулонов соломы состоит из измельчителя 1, рулонов или тюков 2, подающего устройства 3, циклона 4, вентилятора 5.

Линия II - линия сухих опилок состоит из бункера-дозатора 6, подающего спирального шнека 7.

Линия III - линия влажных древесных или садовых отходов состоит из измельчителя 1, питателя-дозатора 8, приемного лотка 9, подающего транспортера 10, сушилки 11, циклона 12, дробилки 13.

Линия IV - линия резки соломы или растительной массы состоит из питателя-дозатора 8, измельчителя 1, циклона 4, вентилятора 5.

Линия V - линия смешивания и увлажнения состоит из смесителя 14, трубопровода с распыляющей форсункой 15.

Линия VI - брикетирования состоит из смесителя 14, брикетного пресса 16 с кольцевой матрицей, транспортера 17 подачи брикетов бункера-охладителя 18.

Линия VII - гранулирования состоит из дробилки 13, смесителя 14, брикетного пресса 16 с грануляторной матрицей, нории 19, охладительной колонки 20, бункера-накопителя гранул (на фиг. не показан).

Включение технологических линий I-V, VI и VII в определенной последовательности позволяет производить из многокомпонентных смесей топливные или кормовые брикеты, или гранулы.

Производство топливных брикетов и гранул из соломенной резки и сухих опилок

Рулоны или тюки 2, сформированные из валков соломы полевой сушки, транспортером или грейферным погрузчиком 3 подают в измельчитель 1. После измельчения в нем резка через выгрузное окно по пневмотрубопроводу воздушным потоком, создаваемым вентилятором 5, подается в циклон 4, отделяется в нем от воздуха и поступает в смеситель 14.

Резку можно получить из валков соломы полевой сушки подбором ее с измельчением подборщиком-полуприцепом, например ТПФ-20, и доставкой им на стационар.

Установив вместо подающего устройства 3, питатель-дозатор 8, выгружают в его опрокидыватель 9 из ТПФ-20 резку соломы длиной около 10 см. Дозируют резку соломы питающими вальцами (на фиг. не показана) питателя-дозатора 8, его транспортером 10 подают ее в измельчитель 1 из которого по пневмотрубопроводу резка поступает в циклон 4, а из него в смеситель 14.

Одновременно из линии II сухих опилок из бункера-дозатора 6 спиральным шнековым транспортером 7 подают сухие опилки. Подачу их регулируют шиберной заслонкой бункера-дозатора 6 (на фиг. не показана).

В смесителе 14 компоненты резки соломы и опилок перемешивают, при необходимости увлажняют связующими веществами форсункой 15 и направляют их в брикетный пресс 16.

Ролики пресса 16 захватывают поступившие к ним компоненты и продавливают их в прессовальные камеры. Выходящие из пресс-камер брикеты загружают транспортером 17 в бункер-охладитель 18, охлаждают в нем и выгружают из него в транспортное средство 21 и доставляют им в хранилище.

Для получения топливных гранул из этих же компонентов резку соломы из измельчителя 1 направляют в дробилку 13, дополнительно измельчают резку соломы в муку и по пневмотрубопроводу направляют в циклон 4, из него в смеситель 14. Одновременно в смеситель 14 из бункера-дозатора 6 транспортером 7 подаются сухие опилки. В смесителе 14 компоненты соломенной муки и опилки перемешивают, при необходимости из форсунки 15 увлажняют связующими веществами и направляют в брикетный пресс 16 со сменной матрицей, в котором матрица для брикетирования с сечением пресс-каналов, например, размером 35×35 мм заменена на матрицу с круглыми отверстиями, например, диаметром 10, 12, 16 или 20 мм. Прессующие ролики захватывают поступившие к ним компоненты и продавливают их в отверстия матрицы гранулятора. Выходящие из отверстий гранулы поступают в норию 19, которая направляет их в охладительную колонку 20. Охлажденные гранулы поступают в бункер-накопитель (на фиг. 2 не показан), выгружают в транспортное средство 21 и доставляют им в хранилище.

Производство топливных брикетов и гранул из резки искусственной сушки стеблей топинамбура или подсолнечника с добавлением сухих опилок

Скошенную в поле массу стеблей топинамбура или подсолнечника влажностью более 16-18% доставляют на стационарный пункт в линию III влажных древесных и садовых отходов, выгружают на асфальтированную или бетонную площадку. Грейферным погрузчиком ее подают в загрузочный вращающийся бункер измельчителя 1, а из него на вращающийся ротор. Под воздействием молотков ротора и дек массу стеблей измельчают с расщеплением их вдоль волокон, плющат, разрушают междоузлия до 85% и воздушным потоком, создаваемым молотками ротора, через выгрузное окно резку подают по пневмотрубопроводу на приемный лоток 9 питателя-дозатора 8. Транспортером 10 измельченная масса (резка) подается в сушильный агрегат 11. Высушенную резку до влажности 16-18% воздушным потоком по трубопроводу подают в циклон 12, а из него по пневмотрубопроводу в циклон 4, которым направляют резку в смеситель 14. Одновременно в него из бункера 6 подают транспортером 7 сухие опилки. В смесителе 14 компоненты резки стеблей топинамбура и опилок перемешивают, при необходимости увлажняют из форсунки 15 связующими веществами и направляют в брикетный пресс 16. Сформированные в кольцевой матрице пресса 16 брикеты поступают на транспортер 17, которым направляют их в бункер-охладитель 18 брикетов, охлаждают в нем, выгружают в транспортное средство 21 и доставляют им в хранилище.

Для получения топливных гранул из этих же компонентов высушенную до влажности не более 16-18% в сушильном агрегате 11 резку топинамбура или подсолнечника из циклона 12 направляют в дробилку 13, измельчают в муку, по пневмотрубопроводу направляют в циклон 4, а из него в смеситель 14. Одновременно в смеситель 14 из бункера 6 спиральным транспортером 7 подают сухие опилки, перемешивают, увлажняют связующими веществами из форсунки 15 и направляют в брикетный пресс 16, оснащенный грануляторной матрицей с круглыми отверстиями. Сформированные в матрице гранулы поступают в норию 19, которая направляет их в охладительную колонку 20, а из нее после охлаждения в бункер-накопитель (на фиг. 2 не показан), выгружают в транспортное средство 21 и доставляют им в хранилище.

Переработка лесосечных отходов на топливную щепу производится при их выдержке на лесосеке в пределах одного-двух месяцев в летний период.

Для производства щепы используют передвижную рубильную машину, смонтированную на раме трактора ТБ-1, которая, продвигаясь вдоль штабеля тонкомерных деревьев, манипулятором захватывает их за вершинную часть и направляет в рубильную машину, измельчающую их в щепу. Нарубленная щепа щепопроводом направляется в кузов для щепы, расположенный на раме трактора, и доставляется им в линию IV в питатель-дозатор 8, его транспортером 10 подают в измельчитель 1. Измельченная щепа влажностью 16-18% по пневмотрубопроводу поступает в циклон 4, а из него в смеситель 14, где ее увлажняют связующими веществами из форсунки 15 и направляют в брикетный пресс 16. Сформированные в кольцевой матрице пресса 16 брикеты поступают на транспортер 17, которым направляют их в бункер-охладитель 18 брикетов, охлаждают в нем, выгружают в транспортное средство 21 и доставляют им в хранилище.

Для получения топливных гранул измельченную щепу влажностью 16-18% по пневмотрубопроводу направляют в дробилку 13, а из нее по пневмотрубопроводу мелкофракционный состав поступает в циклон 4, который направляет его в смеситель 14, а из него в брикетный пресс 16, оснащенный грануляторной матрицей с круглыми отверстиями. Сформированные в матрице гранулы поступают в норию 19, которая направляет их в охладительную колонку 20, а из нее после охлаждения в бункер-накопитель (на фиг. 2 не показан), выгружают в транспортное средство 21 и доставляют им в хранилище.

При влажности сырых древесных отходов выше 18% из измельчителя 1 мелкая фракция щепы подается транспортером 10 после питателя дозатора 8 в сушильный агрегат 11, высушивается в нем и по пневмотрубопроводу поступает в циклон 12. Далее по пневмотрубопроводу поступает в циклон 4, смеситель 14, увлажняется связующими веществами и подается в линию брикетирования VI.

При гранулировании высушенные в сушилке 11 отходы по пневмотрубопроводу поступают в циклон 12, дополнительно измельчаются в дробилке 13 до мелкофракционного состава и по пневмотрубопроводу направляются в циклон 4, а из него в смеситель 14, увлажняются связующими веществами из форсунки 15 и подаются в линию гранулирования VII.

Производство брикетированных или гранулированных кормов на основе смеси травяной резки с половой и мелкофракционной соломы заключается в том, что на стационар доставляют резку трав или соломы полевой сушки или рулоны и тюки, которые измельчают, смешивают резку и смесь половы и мелкофракционной соломы, увлажняют смесь водным раствором меляссы, брикетируют или гранулируют.

Перед гранулированием кормовые компоненты дополнительно измельчают. Брикеты и гранулы могут содержать или до 20% смеси половы и мелкофракционной соломы или до 30% комбикорма или до 20% высушенной спиртовой барды или жмыха, или костной и рыбной муки, или их смеси.

Производство кормовых брикетов и гранул из смеси резки соломы или трав полевой сушки, рулонов или тюков и до 30% комбикормов.

Производство кормовых брикетов и гранул из кормовых компонентов осуществляется в технологических линиях I, II, IV, V, VI, VII производства топливных брикетов и гранул из соломенной резки и сухих опилок. Однако при производстве кормовых брикетов и гранул освобождают рулоны или тюки от обвязочного шпагата, вместо сухих опилок в бункер-дозатор 6 загружают комбикорм. Все остальные операции по измельчению рулонов или тюков, сформированных из соломы или трав полевой сушки, измельчению резки соломы из валков подборщиком-полуприцепом ТПФ-20 и доставке ее на стационар в линию I резки соломы, смешивание, увлажнение из форсунки 15 водным раствором меляссы в соотношении 1:3, брикетированию и гранулированию в линиях VI, VII производятся на том же оборудовании, установленном в линиях производства топливных брикетов и гранул.

Возможно производство брикетов и гранул из резки соломы или трав полевой сушки с добавлением высушенной спиртовой барды или жмыха, или костной или рыбной муки, или их смеси. При производстве кормовых брикетов или гранул задействованы те же технологические линии, что и при производстве кормовых брикетов и гранул из смеси резки соломы или трав полевой сушки, рулонов или тюков и до 30% комбикормов. Однако при производстве кормовых брикетов и гранул вместо комбикорма в бункер-дозатор 6 загружают высушенную спиртовую барду или жмых, или костную или рыбную муку, или их смеси.

Все остальные операции при производстве брикетов и гранул из этих кормовых компонентов те же, что и при производстве из смеси резки соломы или трав полевой сушки рулонов или тюков и до 30% комбикормов.

Экономический эффект от внедрения заявляемого комплекса оборудования для производства кормовых и топливных брикетов и гранул заключается в увеличении годовой загрузки универсального комплекса оборудования для производства кормовых и топливных брикетов и гранул с различным содержанием исходных кормовых или топливных компонентов.